Озеров Дмитрий Сергеевич Ускоренное гигиеническое нормирование химических веществ, загрязняющих воздушную среду пилотируемых космических станций

Краткое описание

Озеров Дмитрий Сергеевич. Ускоренное гигиеническое нормирование химических веществ, загрязняющих воздушную среду пилотируемых космических станций: диссертация ... кандидата Медицинских наук: 14.03.08 / Озеров Дмитрий Сергеевич;[Место защиты: ФГБУН Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук], 2019.- 131 с.

Озеров Дмитрий Сергеевич Ускоренное гигиеническое нормирование химических веществ, загрязняющих воздушную среду пилотируемых космических станций

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Озеров Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ДОЛГОВРЕМЕННЫХ ПИЛОТИРУЕМЫХ ОРБИТАЛЬНЫХ СТАНЦИЙ

1.2. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ ПДК ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ ДОЛГОВРЕМЕННЫХ ОС

1.3. ЛОГНОРМАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕРЕННЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ И ФОРМИРОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТНОГО ПОДХОДА ПРИ ИХ ОЦЕНКЕ И ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ МКС

2.2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

2.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ ОС

3.2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ УСКОРЕННОГО НОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ОСНОВЫВАННЫЕ НА УСТАНОВЛЕННЫХ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ЗАВИСИМОСТЯХ И ЧАСТНЫХ УРАВНЕНИЯХ ДЛЯ ВЕЩЕСТВ 2, 3 И 4 КЛАССОВ ОПАСНОСТИ

3.3. АПРОБАЦИЯ НАДЕЖНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОРИЕНТИРОВОЧНЫХ БЕЗОПАСНЫХ УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ ПИЛОТИРУЕМЫХ ОРБИТАЛЬНЫХ СТАНЦИЙ

3.3.1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОПОСТАВИМОСТИ РАСЧЕТНЫХ ОБУВПКА С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ОБОСНОВАННЫМИ НОРМАТИВАМИ ПДКПКА

3.3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Основной задачей гигиенического обеспечение здоровья и работоспособности человека в космических полетах является установление гигиенических нормативов, как критериев оценки качества воздушной среды [Кустов В.В., 1961; Генин А.М., 1963; Газенко О.Г., 1975; Нефедов Ю.Г., 1980]. В связи с этим, важнейшим направлением научных исследований является экспериментальное обоснование гигиенических нормативов химических веществ, регламентирующих суммарную химическую нагрузку на организм человека и разработку профилактических гигиенических мероприятий, лимитирующих допустимый уровень загрязнения воздушной среды пилотируемых кораблей в длительных орбитальных и межпланетных полетах.

Мониторинг количественного и качественного состава химических веществ, обнаруженных в воздушной среде МКС за 1 8 летний период эксплуатации показал, что с увеличением длительности функционирования станции, спектр детектируемых ксенобиотиков, мигрирующих из полимерных материалов и других источников, расширяется со сдвигом в сторону увеличения доли веществ 2 и 3 классов опасности, что создает потенциальную возможность реализации токсических эффектов (аддитивный или потенцирующий синергизм) в условиях многокомпонентного химического состава воздушной среды орбитальных станций (ОС) [Мухамедиева Л.Н., Богомолов В.В., 2009, 2011, 2018].

Согласно критериям, указанным в ГН 1.1.701-98, летучие органические соединения, которые постоянно и количественно обнаруживаются в воздушной среде и представляют токсикологический риск здоровью человека, подлежат гигиеническому нормированию с установлением предельно-допустимых концентраций (ПДК). Однако, разработка нормативов по классической схеме с установлением пороговых и недействующих концентраций хронического ингаляционного действия веществ, потребует проведения длительных экспериментов на лабораторных животных и следовательно, разработка и внедрение гигиенических нормативов будет отставать от практических запросов как токсиколого-гигиенического обеспечения безопасности человека в полете, так и разработке профилактических гигиенических мероприятий по снижению уровней загрязненности воздушной среды модулей, грузовых и транспортных кораблей в процессе наземной подготовки, включая разработку медико-технических требований к перспективным системам жизнеобеспечения.

Вторым аспектом актуальности проблемы является необходимость токсиколого-гигиенического обеспечения наземной подготовки окололунной станции и гибридных надувных модулей, в конструкциях которых будут использоваться перспективные полимерные композиционные материалы, компоненты газовыделения из которых потребуют превентивной токсиколого-гигиенической оценки с установлением гигиенических нормативов.

В настоящее время в гигиенической практике активно разрабатываются и внедряются методические приемы ускоренного обоснования гигиенических нормативов, что позволяет существенно сократить время установления нормативов и снизить временные и экономические затраты на их обоснование [Саноцкий И.В., 1970; Люблина Е.И., Сидорин Г.И., 1977, 1980; Иванов Н.Г., 1987; Лойт А.О., 2006; Пинигин М.А., 1991, 1995, 2000, 2012; Тепикина Л.А., 1987, 2007; Бидевкина М.В., 2017]. Основу методологии ускоренного нормирования составили положения о критериальной значимости функциональных и метаболических показателей интоксикации в организме на клеточном уровне, которые явились теоретической базой для развития методов ускоренного гигиенического нормирования содержания химических веществ в различных средах [Голиков С.Н. и др., 1986; Халепо А.И. и др., 2001; Измерова Н.Ф., 2003; Ткачева Т.А., 2004].

Систематизация количественного и качественного состава летучих органических соединений (ЛОС), детектированных в воздушной среде ОС и анализ токсиметрических показателей веществ с оценкой потенциальной токсикологической опасности для человека, показала, что рациональным путём решения проблемы, является проведение исследований по оценке возможности использования методов ускоренного гигиенического нормирования, разработка ускоренных методов, их практическая апробация и внедрение в практику нормирования с учетом возможности увеличения длительности космических полетов, ибо существующий ГОСТ Р 50804-95 «Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате» рассчитан на длительность полета в пределах одного года. Для успешного решения задач ускоренного нормирования и оценки опасности загрязнения воздушной среды, важно понимание распределения концентраций загрязняющих веществ, как случайных величин в воздухе космических аппаратов, что до настоящего времени не являлось предметом специального изучения, хотя в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и экспериментальных условиях наиболее часто концентрации распределялись по логнормальному закону при множестве источников загрязнения [Пинигин М.А. и др., 1991; Внуков А.К., 1992; Larsen R.I. et al., 1969, 1971; Безуглая Э.Ю., 1975, 1983; Georgopoulos P.G. & Seinfeld, J.H., 1982; Hadley A. & Toumi R., 2003]. Это способствовало развитию методик оценки степени загрязнения атмосферного

воздуха, особенно с применением определения вероятности появления пиковых концентраций разного уровня и длительности.

В связи с этим, важными этапами ускоренного гигиенического нормирования воздушной среды для пилотируемых космических аппаратов, является изучение закономерности распределения концентраций химических веществ, а также разработка математических моделей для прогнозирования величин гигиенических нормативов с обязательной проверкой их надежности как расчетным, так и экспериментальным методами, с установлением пороговых и недействующих концентраций резорбтивного действия химических веществ на организм, основываясь на динамике интегральных и специфических показателей при ингаляционном пути поступления.